可频谱分析的示波器
使用示波器进行信号频谱分析(FFT)教程
使⽤示波器进⾏信号频谱分析(FFT)教程对信号中的频率分量进⾏分析是⼗分重要的，因为他们常常会在设计中引起噪声，⼀旦超出允许的公差，就可能进⽽导致器件发⽣故障功能失常。
严重的还可能导致电压尖峰，损坏器件。
如果我们在设计的时候没有进⾏正确的测试，那么上述问题就很可能发⽣。
那么如何对信号进⾏频率分量的分析呢？也许⼤家会认为这个活只有频谱分析仪能⼲，但实际上示波器也能部分胜任，示波器除了时域分析外，还有⼀个FFT的功能，就可以⽤来做这个事。
FFT是快速傅⾥叶变换的缩写。
简单的说，FFT其实是⼀种算法，可以帮助我们对时域信号进⾏分离，然后再将这些分离的信号转换到频域，此时示波器将从时域转换成频域，显示的是信号幅值与频率之间的关系。
如下gif图所示，可以清楚的看到示波器是如何将信号从时域转换成频域的。
对于FFT的时域频域转换如果不是很了解，可以搜索看下我们之前的⽂章《浅懂示波器FFT快速傅⽴叶变换功能及运⽤》FFT的菜单栏中，包含FFT运算频谱类型的选择，可以选择线或者分⻉来作为幅值分别以V-Hz或dB-Hz被绘制在示波器显示屏上。
当FFT开启的时候，可以看到⽔平轴的时基从时间变成了频率，垂直轴单位变为V或者dB。
频谱类型下⽅是触发源的选择，这个⽐较好理解，要对哪个通道进⾏FFT运算，我们就选哪个通道为源。
源下⽅是四种不同的FFT窗，分别是矩形窗、哈明窗、布莱克曼窗、汉宁窗。
那么为什么FFT会有不同的窗选择呢？因为FFT算法计算频谱信号采样时，只能得到采样点的信息，不可能对⽆限⻓的信号进⾏测量和运算，⽽是取其有限的时间⽚段进⾏分析，因此忽略了采样间隔中数据信息，这是不可避免的，也称之为栅栏效应。
示波器是对有限⻓度的时间记录进⾏FFT变换，FFT算法是假设时域波形是不断重复的。
这样当周期为整数时，时域波形在开始和结束处波形的幅值相同，波形就不会产⽣中断。
但是，如果时域波形的周期为⾮整数时，就引起波形开始和结束处的波形幅值不同，从⽽使连接处产⽣⾼频瞬态中断。
什么是频谱分析仪,频谱分析仪的工作原理是什么,频谱分析仪怎样使用？
什么是频谱分析仪，频谱分析仪的工作原理是什么，频谱分析仪怎样使用？什么是频谱分析仪？频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。
它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。
现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。
仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。
频谱分析仪的工作原理以及应用方面推广：频谱分析仪的组成及工作原理图1所示为扫频调谐超外差频谱分析仪组成框图。
输入信号经衰减器以限制信号幅度，经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振（LO）信号混频将输入信号转换到中频（IF）。
LO 的频率由扫频发生器控制。
随着LO频率的改变，混频器的输出信号（它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，）由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。
然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。
随着扫频发生器扫过某一频率范围，屏幕上就会画出一条迹线。
该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。
频谱仪各部分作用及显示信号分析输入衰减器：保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路，防止部件损坏和产生过大的非线性失真。
混频器：完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频。
在低频段（《3GHz）利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段（》3GHz）利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。
本振（LO）：它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。
其频率稳定度锁相于参考源。
扫频发生器：除了控制本振频率外，它也能控制水平偏转显示，锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号，然后重复这个扫描不断更新迹线。
手持式频谱分析仪有哪些品牌
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5、韩国兴仓 Protek 7830
7830是由韩国兴仓推出的手持式频谱仪， 频率范围100kHz~2.9GHz不足之处在于不 可选的RBW，仅为13.125kHz最短扫描时 间长达500mS。
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6、安徽白鹭 HSA800系列 安徽白鹭是一家国产的频谱分析仪厂家，产品涵盖模块、手持、 便携和台式多个系列，是国内系列齐全、性价比最高的优秀供应 商，产品广泛应用于教学实验、工业测试、系统集成、空间频谱 监测、电磁兼容等各种领域，为客户提供从方案制定到项目验收 的全过程服务。 安徽白鹭HSA800系列 频率范围：9kHz ~7.5GHz 最佳灵敏度：优于-160dBm 分辨率带宽：1Hz~3MHz 专用瞬态检波，快速捕获瞬态信号 瀑布图、调制质量分析、音频解调等常规和扩展功能 场强测量、S11和S21、信道测量、频率计数等更多专 业选项 Pass-Fail等现场检测告警能力 满充最长达4h，可随时电接续备
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Hale Waihona Puke 西安安泰测试设备有限公司4、中电41所 41所是国内涉足射频和微波领域比较全面的测试测量仪器制造的机构，旗下 产品几乎覆盖了所有射频和微波测试领域。
中电仪器拥有多种类型的信号/频谱分析仪与接收机产品，频率范围覆盖 3Hz～325GHz，涵盖信号/频谱分析仪、电磁信号监测分析仪、监测接收机、宽 带接收机、场强测试仪以及毫米波扩频模块等多种系列产品，产品结构形式有 台式、便携式、手持式、PXI模块等，可为用户提供全面的高性价比信号接收与 分析解决方案。 AV4022是其推出的手持式频谱仪，频率 范围9kHz~3G其它参数同Willtek9103，不带 Tracking generator。
使用示波器进行信号的频谱分析
使用示波器进行信号的频谱分析引言：示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。
除了显示波形外，现代示波器还具备许多功能，其中之一就是频谱分析。
频谱分析可以帮助我们了解信号中各个频率成分的贡献程度，对于信号处理和通信系统设计非常重要。
本文将介绍如何使用示波器进行频谱分析，重点介绍FFT（快速傅里叶变换）分析方法。
一、示波器的频谱分析功能现代示波器一般都具备频谱分析功能，可以通过调整设置来选择频谱显示模式。
示波器可以通过内置的FFT算法对输入信号进行频谱分析，获取信号的频谱信息，并将其显示在示波器的屏幕上。
二、FFT分析原理FFT（快速傅里叶变换）是一种高效的算法，用于将一个时域信号转换为频域信号。
FFT算法可以将信号拆分为多个频率成分，并计算每个频率成分的幅度和相位。
FFT算法的核心思想是将一个N点的DFT（离散傅里叶变换）分解为多个较小的DFT，并利用对称性质和旋转因子的性质减少计算量。
三、使用示波器进行FFT分析的步骤1.连接信号源：首先需要将待分析的信号源连接到示波器的输入端口上。
可以使用信号发生器产生一个特定频率的信号，或者将需要分析的信号直接连接到输入端口。
2.设置示波器参数：根据实际需求，设置示波器的参数。
可以选择合适的时间和电压刻度，以便更好地观察信号波形。
还可以选择合适的FFT 分析窗口，如矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等。
3.执行FFT分析：在示波器的菜单中选择FFT分析功能，并设置合适的参数。
通常需要选择采样率、采样点数、窗口类型等参数。
执行FFT分析后，示波器将自动进行FFT计算，并将频谱信息显示在屏幕上。
4.分析频谱结果：观察示波器屏幕上显示的频谱图，可以通过调整参数和选择不同的窗口类型来优化频谱显示效果。
可以通过放大、平移等操作来更详细地观察频谱。
四、注意事项1.选择合适的采样率和采样点数：采样率和采样点数决定了FFT分析的分辨率。
采样率过低会导致频谱信息丢失，采样点数过多会增加计算量和分析时间。
利用示波器进行频谱分析的方法与结果解读
利用示波器进行频谱分析的方法与结果解读随着科技的不断发展，频谱分析作为一种重要的信号处理技术，被广泛应用于各个领域。
利用示波器进行频谱分析是其中的一种方法，本文将介绍这一方法的基本原理以及如何解读分析结果。
首先，让我们来了解一下示波器。
示波器是一种测量电信号波形和幅度变化的仪器，它可以用来观察信号的时域特性，即信号在时间上的变化。
然而，时域分析并不能提供信号的频域信息，即信号在频率上的变化。
这就引出了频谱分析的需求。
频谱分析通过将信号从时域转换为频域来提供信号的频率特性。
示波器在进行频谱分析时可以通过多种方法工作，其中一种常用的方法是基于快速傅里叶变换（FFT）算法。
FFT可以将离散时间域信号转换为相应的离散频域信号，从而实现频谱分析。
为了进行频谱分析，我们首先需要将待测信号输入示波器。
这可以通过连接信号源到示波器的输入端口来实现。
一旦信号输入，示波器会对信号进行采样并生成采样序列。
采样序列是一组离散的时间域信号，代表了信号在不同时间点的幅度值。
接下来，示波器会对采样序列进行FFT处理，得到对应的频域信号。
频域信号包含了信号在不同频率上的幅度信息，我们可以通过频谱来观察信号的频率分布。
在频谱图中，横轴表示频率，纵轴表示信号强度。
根据频谱图，我们可以进行一些常见的频谱分析，比如峰值分析和频谱比较。
峰值分析可以帮助我们确定信号中的主要频率分量，以及它们的强度。
通过识别峰值，我们可以了解信号的频率特性，以及信号中的主要频率成分。
频谱比较是一种常用的分析技术，用于比较不同信号的频谱。
通过将两个信号的频谱进行对比，我们可以确定它们之间的相似性或差异性。
这在音频处理、无线通信和故障诊断等领域中都有着广泛的应用。
除了基本的频谱分析，示波器还可以提供其他的分析功能，比如时频分析。
时频分析可以同时提供信号在时域和频域上的信息，从而更全面地了解信号的特性。
这对于处理非稳定信号或具有时变特性的信号非常有用。
在进行频谱分析时，需要注意一些常见的误差和限制。
示波器的频谱分析和频谱显示方法
示波器的频谱分析和频谱显示方法示波器是一种重要的电子测试仪器，广泛应用于各个领域的电子设备测试中。
频谱分析和频谱显示是示波器的两项核心功能，对于信号的分析和诊断起着至关重要的作用。
本文将介绍示波器的频谱分析原理以及几种常见的频谱显示方法。
一、频谱分析原理频谱分析是将一个信号分解成一系列不同频率的正弦波的过程，可以帮助我们了解信号的频率成分、幅度特性等。
示波器通过对输入信号进行采样和数字信号处理，实现了频谱分析的功能。
在示波器中，频谱分析原理主要涉及两个方面：离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）。
DFT是一种将时域信号转换为频域信号的方法，但计算复杂度较高，对硬件要求较高。
为了解决这个问题，FFT应运而生，它是一种基于DFT的高效算法，可以大大加速频谱分析的计算过程。
二、频谱显示方法1. 翻页式频谱显示翻页式频谱显示是示波器最常用的一种频谱显示方法。
它将频谱分为若干个不同的窗口，每个窗口显示一段时间内的频谱信息。
示波器会不断翻页，显示连续的频谱波形，以便我们观察信号的变化趋势。
这种显示方法可以帮助我们捕捉到瞬态信号或周期性变化的频谱特征。
2. 实时频谱显示实时频谱显示是一种连续更新频谱波形的显示方法。
示波器会以一定的时间间隔采样信号，并进行频谱计算和显示。
实时频谱显示可以实时观察信号的频率分布和幅度变化，对于频谱监测和实时分析非常有用。
3. 持续频谱显示持续频谱显示是示波器另一种常见的频谱显示方法。
它通过将信号的不同频率分量平均累积，在一定时间内持续显示平均频谱。
这种显示方法可以降低随机噪声的影响，提高频谱分析的可靠性和准确性。
4. 瀑布图频谱显示瀑布图频谱显示是一种将频谱波形以二维图像的形式显示的方法。
示波器将频谱波形按时间顺序排列，并通过彩色变化来表示不同频率的强度。
瀑布图显示可以直观地展示信号频谱在时间上的变化情况，有助于我们观察信号的时变特性。
总结：示波器的频谱分析和频谱显示是电子测试中不可或缺的重要功能。
如何选择频谱分析仪和示波器及区别
如何选择频谱分析仪和示波器及区别在电子工程领域，频谱分析仪和示波器都是常见的测试工具，它们能够帮助我们分析信号、检测信号等，但是在具体选择使用哪种仪器时，我们该如何选择呢？本文将从以下几个方面进行介绍：频谱分析仪和示波器的基本概念频谱分析仪（Spectrum Analyzer）是一种能够观察信号频率谱的设备，用来检测和分析信号的频率与幅度。
而示波器（Oscilloscope）可通过带宽重建信号波形，是一种通用的电子测试仪器，可以检测和显示波形信号的时间和幅度信息。
两者的基本区别在于，频谱分析仪可以看到信号在不同频率上的分布情况，而示波器则可以在时间轴上显示信号的波形特征。
区别频谱分析仪和示波器的区别主要有以下几点：1. 测量对象不同频谱分析仪主要针对信号的频域特征进行分析，了解信号在频率上面的变化情况，通常用于分析信号的谱线、频率、功率等信息；而示波器则主要用于分析信号的时域特征，用来观察信号的波形特征、电压变化和波形失真等情况。
2. 应用场景不同频谱分析仪主要适用于分析周期性发生的信号的频域特征，可以应用于电子、通信、声学、光学、机械等多个领域；而示波器主要适用于研究非周期性的信号，如瞬变、脉冲等，适用于电子、通信、计算机等多个领域。
3. 测量精度不同频谱分析仪通常能够提供较高的测量精度，可以做到毫微秒级的精度；而示波器则无法提供如此高的精度，并且波形会受到测量反射成分和衰减的影响而产生不确定性。
4. 价格不同频谱分析仪通常价格较高，适合用于一些高精度要求的场合；而示波器价格相对较为便宜，可以适用于大众化的基本应用领域。
如何选择以上我们已经介绍了频谱分析仪和示波器的基本概念和区别，那么在具体应用时我们该如何选择呢？1. 根据测试要求选择我们需要根据测试需要选择适用的仪器，如果需要观察信号在不同频率上的分布情况，那么应当选择使用频谱分析仪；如果需要分析信号的波形特征，那么我们应当选择示波器。
2. 根据测试对象选择不同的测试对象存在不同的特性和特点，在选择测试仪器时需要考虑到测试对象的特性和测试所需要的信息。
cmi码示波器频谱 -回复
cmi码示波器频谱-回复题目: CMI码示波器频谱解析引言:CMI码示波器频谱是一种用于频谱分析的工具，它能够将信号转化为频谱图，帮助我们更好地了解信号的频域特性。
本文将详细介绍CMI码示波器频谱的原理、功能以及应用，并从实际案例入手，一步一步回答相关问题。
第一部分: CMI码示波器频谱的原理1. 什么是CMI码示波器频谱？CMI码示波器频谱是一种通过将信号转换为数字信号，并使用不同的编码方案来表示不同频率分量的频谱图的工具。
它基于四种不同编码模式的组合，能够更准确地表示高频信号的频谱。
2. CMI码示波器频谱的工作原理是什么？CMI码示波器频谱采用了互补矩阵编码(CMI)的原理。
通过将信号分成不同的频率分量，利用矩阵编码的方式将每个频率分量表示为不同的数字。
这些数字被传输到显示屏上，形成频谱图。
第二部分: CMI码示波器频谱的功能1. CMI码示波器频谱有哪些主要功能？CMI码示波器频谱具有以下主要功能：- 频谱分析: 将频谱图直观地展示出来，清晰地显示信号的频率分量，帮助我们更好地理解信号的频域特性。
- 频谱测量: 提供多种测量选项，如功率谱密度、谐波、互相关等，以便准确测量信号的各种参数。
- 频谱存储与回放: 可以存储频谱图像并进行回放，方便以后的分析和比较。
2. CMI码示波器频谱如何进行频谱分析？频谱分析是CMI码示波器频谱的核心功能。
通过选择相应的频谱分辨率和窗函数，CMI码示波器可以将输入信号转换为频谱图，并在显示屏上展示出来。
用户可以进一步缩放、移动和分析频谱图，以从中获取所需的频域信息。
第三部分: CMI码示波器频谱的应用1. CMI码示波器频谱在无线通信领域的应用有哪些？在无线通信领域，CMI码示波器频谱广泛应用于信号调制与解调、频率合成、频谱监测等方面。
它可以帮助工程师了解信号的频谱特性，检测信号中的干扰和问题，并进行性能优化和故障排除。
2. CMI码示波器频谱在声学工程中的应用有哪些？在声学工程中，CMI码示波器频谱可以用于音频信号处理和声学分析。
示波器在无线电频率测量中的应用和技巧
示波器在无线电频率测量中的应用和技巧无线电频率测量是电子工程领域中常见的一项任务。
而示波器作为一种电子测量设备，在无线电频率测量中发挥着重要的作用。
本文将从示波器的基本原理、无线电频率测量的需求以及示波器在无线电频率测量中的应用和技巧等方面展开论述。
一、示波器基本原理示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器，通过将电信号转换为可见的波形来进行测量和分析。
示波器的基本原理是利用示波管（CRT）或者其他显示器件对电压信号进行扫描显示。
示波器通常具有以下组成部分：1. 输入部分：用于接收被测电压信号，并将其转换成适合显示的信号。
2. 水平和垂直放大器：用于调整波形的水平和垂直放大倍数。
3. 触发电路：用于控制示波器的显示起始位置，以确保波形的稳定和重复性。
4. 水平扫描发生器：用于控制波形的水平扫描速度。
5. 显示屏：用于显示电压信号的波形。
二、无线电频率测量的需求在无线电通信、无线电广播和无线电频谱分析等领域，需要进行对电信号频率的准确测量。
无线电频率测量的需求一般有以下几个方面：1. 测试发射信号频率：对于无线电台或者通信设备，需要准确测量其发射信号的频率，以确保信号的稳定和合规。
2. 分析调制信号：调制信号的频率分析对于无线电通信的正常运行至关重要，通过频率测量可以了解信号的调制方式以及带宽要求等。
3. 频谱分析：频谱分析是无线电频谱管理和干扰分析的重要手段，通过对频率的准确测量可以进行频谱分析和干扰定位。
三、示波器在无线电频率测量中的应用和技巧示波器作为一种重要的测量工具，在无线电频率测量中具有广泛的应用和一些实用的技巧。
以下将介绍几种常见的应用和技巧：1. 测量信号频率示波器可以直接测量电信号的频率。
在示波器上选择适当的测量模式（如频率测量模式），将待测信号输入示波器，示波器会自动显示信号的频率。
需要注意的是，示波器的带宽需要满足被测信号的频率要求，同时还需要对示波器进行校准以确保测量的准确性。
使用示波器进行信号的频谱分析
使用示波器进行信号的频谱分析引言：频谱分析是对信号频域特性的研究，可以用于评估信号的频率成分和幅度信息。
示波器是一种常见的测试仪器，在电子领域常用于信号测量和分析。
示波器可以通过FFT（快速傅里叶变换）算法将时域信号转换为频域信号，实现频谱分析。
一、示波器的基本原理示波器使用垂直和水平扫描来显示输入信号的波形。
垂直扫描决定波形的幅度，而水平扫描决定波形的时间。
示波器的采样率决定了信号的频谱分析的精度。
二、FFT（快速傅里叶变换）算法FFT是一种高效的算法，用于将时域信号转换为频域信号。
FFT将信号分解为不同的频率成分，并计算每个频率成分的振幅和相位信息。
三、使用示波器进行频谱分析的步骤：1.连接信号源：将待测信号源连接到示波器的输入端口。
2.设置时间和幅度范围：根据信号的预期特性，设置示波器的时间和幅度范围。
时间范围决定了水平扫描的速度，幅度范围决定了垂直扫描的范围。
3.输入触发条件：设置示波器的触发条件，以确保捕获到稳定的信号波形。
触发条件可以根据信号的上升沿、下降沿、脉冲等特性进行设置。
4.执行FFT算法：进入频谱分析模式，选择FFT算法，并设置采样率和分辨率。
采样率决定了频谱分析的精度，而分辨率决定了频率成分的间隔。
5.执行频谱分析：开始执行频谱分析，示波器会将捕获的信号波形转换为频域信号，并将结果显示在屏幕上。
频谱图会显示信号的频率和幅度信息。
6.分析结果：通过观察频谱图，可以得出信号的频率成分和幅度信息。
可以通过调整采样率和分辨率来改变频谱图的分辨能力。
四、示波器频谱分析的应用领域1.无线通信：频谱分析可以用于评估无线信号的质量和频率稳定性。
2.音频和音乐：频谱分析可以用于音频信号的谱分解和调音。
3.音视频广播：频谱分析可以用于评估广播信号的频谱扩展和干扰。
4.控制系统：频谱分析可以用于评估控制系统的频率响应和抑制干扰。
结论：使用示波器进行信号的频谱分析可以得到信号的频率成分和幅度信息，帮助工程师评估信号的特性和质量。
示波器的相关使用介绍
示波器的相关使用介绍示波器是一种用于观察和分析电信号的仪器，广泛应用于电子、通信、计算机、医疗等领域。
它具有显示电压信号波形、测量电信号参数、分析电路运行状态等功能，为电子工程师和技术人员提供了便捷的测试工具。
本文将详细介绍示波器的使用方法和功能。
一、示波器的基本原理：示波器基于示波管原理工作，将电压信号转换为可视的波形展示在屏幕上。
示波器通常包括前置放大器、触发电路、水平扫描电路、竖直扫描电路等部分。
当电压信号输入示波器后，前置放大器将信号放大，然后经过触发电路进行触发和同步，水平扫描电路控制水平方向的扫描速度和范围，竖直扫描电路控制垂直方向的扫描速度和灵敏度。
最终，在示波管上形成电压波形或其他信号的图形。
二、示波器的类型：1.模拟示波器：利用电子束在阴极射线管上的移动成像原理，显示连续的电压波形。
模拟示波器已经逐渐被数字示波器所替代。
2.数字示波器：以数字电子技术为基础，通过快速采样、数字处理和数字显示技术来显示和分析电压波形。
数字示波器能够显示更复杂的波形，具有更高的准确性和精度。
三、示波器的使用方法：1.连接电路：首先，将被测试的电路与示波器连接起来。
一般情况下，电压信号通过探头输入示波器，探头连接到被测电路上。
注意，选择合适的探头和电压范围以避免对被测电路造成损坏。
2.调整探头：示波器的探头一般需要调整以满足波形的观测要求。
比如，可以通过前置控制旋钮调整探头的灵敏度。
3.设置水平和竖直参数：调整示波器的水平和竖直参数，包括时间/频率、亮度、触发等参数，以获得所需的波形显示效果。
4.触发设置：示波器的触发功能可以帮助用户在波形上稳定地显示感兴趣的信号，减少噪声和干扰的影响。
通过选择合适的触发源、触发方式和触发电平，可以实现稳定和清晰的波形显示。
5.波形分析：示波器可以提供多种波形参数的测量和分析功能，包括峰值、峰峰值、平均值、周期、频率、相位等。
根据需要，可以使用示波器的自动测量功能或手动测量功能进行分析。
示波器的原理及应用实验结果分析
示波器的原理及应用实验结果分析示波器（Oscilloscope）是一种测量电信号波形的电子仪器。
它通过将电压信号转换为可视化的波形图形，使得工程师和科学家能够对信号进行分析和诊断。
示波器主要由水平和垂直放大器、扫描生成器以及显示屏等组成。
其工作原理可以分为以下几个步骤：1.输入信号：将待测量的电压信号通过输入接口输入到示波器。
2.垂直放大：信号经过垂直放大器，放大为适合观察和测量的电压范围。
3.扫描生成：通过扫描生成器控制水平方向上的起始位置、速度和延迟，从而实现波形的水平移动和时间尺度的调整。
4.显示：通过显示屏将放大后的信号以波形的形式显示出来。
示波器的应用：示波器广泛应用于电子、通信、计算机、医疗设备等领域的电路设计、故障排查和信号测量。
一些常见的应用如下：1.波形观测和分析：示波器能够实时显示待测信号的波形，帮助工程师观察和分析电路中的各种信号波形，如正弦波、方波、脉冲波、模拟信号和数字信号等。
通过波形的形状、幅值、频率和相位等信息，可以评估电路性能和故障。
2.频率测量：示波器可以测量待测信号的频率和周期。
通过测量垂直轴上多个峰值之间的时间间隔，可以计算出信号的频率，并反映出信号频率的稳定性和噪音干扰。
3.幅值测量：示波器可以精确测量待测信号的幅值。
通过垂直轴上的刻度，可以直接读取信号的峰值、峰-峰值和有效值等幅值参数。
4.相位测量：示波器可以通过比较两个信号的相对时间差来测量相位。
通过调整示波器的水平坐标，可以同时显示两个信号的波形，并通过观察波形的相对位置来确定相位差。
5.频谱分析：示波器配合频谱分析器可以将信号转换为频域图形，帮助工程师观察和分析信号的频谱特性。
这对于研究调制信号、噪音和谐波等现象非常有用。
实验结果分析：在示波器应用实验中，通常根据具体测量目的和要求选择适当的测量条件和参数，如电压范围、扫描速度、触发方式、耦合方式等。
通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：1.波形特征：通过观察波形的形状、周期、幅度和峰-峰值等特征，可以判断信号的稳定性、周期性、幅度范围和噪音等性质。
示波器的频谱仪模式和频域分析
示波器的频谱仪模式和频域分析示波器是一种常用的电子测量设备，广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
除了常见的时域分析模式，示波器还经常使用频谱仪模式进行频域分析。
本文将介绍示波器的频谱仪模式以及频域分析的原理和应用。
一、频谱仪模式简介频谱仪模式是示波器的一种测量模式，用于分析信号在频域上的特性。
通过将时域信号转换为频域信号，可以清晰地显示信号的频率成分和幅度。
频谱仪模式可以帮助我们了解信号的频率构成，识别噪音和干扰，以及分析信号的频谱特性。
二、频域分析原理频域分析是将时域信号转换为频域信号的过程。
在频域中，信号的幅度和相位信息可以更加直观地表示出来。
频域分析的核心工具是傅里叶变换，它可以将时域信号分解为多个正弦波的叠加。
傅里叶变换后得到的频谱图可以展示信号的频率分布情况，包括主要频率成分和其对应的幅度。
三、频谱仪模式的使用频谱仪模式在信号分析中具有广泛的应用，以下是几个常见的使用场景：1. 频率测量：频谱仪模式可以精确地测量信号的频率，帮助工程师快速确定信号的频率范围和中心频率。
2. 频谱监测：通过实时监测信号的频谱情况，可以及时发现异常信号、干扰源和频率漂移等问题，保证系统的正常运行。
3. 故障分析：频谱仪模式可以帮助工程师定位和分析系统中的故障，如检测信号是否存在谐波、杂散等问题。
4. 信号生成：一些高级示波器可以通过频谱仪模式生成特定频率的信号，用于系统调试和测试。
四、示波器频谱仪模式使用技巧在使用示波器的频谱仪模式进行频域分析时，以下几点技巧可以提高测量的准确性和可靠性：1. 设置合适的RBW和VBW：RBW（Resolution Bandwidth）和VBW（Video Bandwidth）是频谱仪模式的两个重要参数。
合理选择RBW和VBW可以平衡分辨率和测量速度，避免过分牺牲准确性或者过度降低测量速度。
2. 注意选择合适的垂直尺度：频谱仪模式的垂直尺度表示信号的幅度。
根据需要，可以选择合适的垂直尺度，确保信号的主要成分在显示范围内。
使用示波器进行信号的频谱分析
使用示波器进行信号的频谱分析频谱分析是一种用于研究信号频域特征的常见方法，它能够让我们了解信号中包含的各种频率成分。
而示波器是一种电子测量仪器，广泛应用于电路测试、信号显示和分析等领域。
在示波器中进行频谱分析，通常是采用快速傅里叶变换（FFT）算法。
1.准备工作首先，我们需要准备一台示波器，确保其具备进行FFT分析的功能。
同时，也需要一款支持FFT分析的信号源，可以是一个信号发生器或者其他能够产生信号的设备。
2.连接与设置将信号源与示波器连接，确保信号源输出的信号能够正常输入到示波器中。
在示波器菜单中选择FFT功能，并根据需要设置采样率和FFT点数。
采样率决定了FFT分析的频率范围，通常选择一个适当的采样率可以确保准确的频谱分析。
3.信号输入与观察将信号源的输出接入示波器的输入通道，信号源可以输出一个单一频率的正弦波，也可以输出复杂的信号。
通过观察示波器的显示，可以直观地观察到信号的时域波形。
在示波器的FFT选项中选择启用FFT功能，并设置FFT点数。
FFT点数决定了频谱的分辨率，一般选择更高的FFT点数可以提高频谱显示的清晰度和准确性。
然后，示波器会自动计算信号的频谱。
5.频谱结果分析当示波器计算完毕后，会显示出信号的频谱结果。
频谱结果通常以频率和幅度为坐标进行绘制。
频率表示信号中各个频率分量，而幅度表示该频率分量的能量或功率。
6.频谱分析应用通过频谱分析，我们可以得到信号中各个频率分量的强度信息。
这对于研究信号的特性、检测频率畸变、找出信号的谐波等应用非常有帮助。
在电子工程、通信工程、音频处理等领域中，频谱分析常常被用于信号分析、故障检测、设备调试等方面。
总结：使用示波器进行频谱分析（FFT分析），可以快速、准确地了解信号频域特征。
通过连接信号源和示波器，并进行设置，示波器会自动计算信号的频谱，并将结果以图形方式显示。
通过观察频谱，可以得到信号中各个频率分量的强度信息，进而进行信号分析、故障检测、设备调试等应用。
示波器的频谱分析原理和方法
示波器的频谱分析原理和方法示波器是一种用于观察和分析电信号的重要仪器。
它通过测量电压随时间的变化来显示电信号的波形，但有时候我们还需要了解信号的频率分布情况。
而频谱分析就是一种常用的方法，可以将时域波形转换为频域谱线，帮助我们更好地理解信号的频率特性。
本文将详细介绍示波器的频谱分析原理和方法。
一、频谱分析原理频谱分析原理是基于信号的傅里叶变换理论。
傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号，即将信号的波形分解为一系列正弦波的叠加。
而频谱分析的目的就是通过傅里叶变换将信号的频率分布表达出来，从而更好地了解信号的频率特性。
在示波器中，频谱分析是通过FFT（快速傅里叶变换）算法来实现的。
FFT是一种高效的离散傅里叶变换算法，能够在较短的时间内计算出信号的频谱。
二、频谱分析方法1. 单频模式在单频模式下，示波器会将信号分解为所有频率成分的幅度和相位信息。
这个模式适用于分析单一频率的周期性信号，如正弦波或方波。
通过观察信号的频域谱线，我们可以直观地看到信号的频率、幅度等特征。
2. 存储模式示波器的存储模式允许我们捕获并存储输入信号的波形数据，并进行离线分析。
在存储模式下，示波器会采集和保存一段时间内的信号数据，然后通过FFT算法将信号转换为频域谱线。
这个模式特别适用于非周期性信号或者复杂的波形分析。
通过存储模式，我们可以更详细地观察信号的频率分布情况，并进行更深入的分析。
3. 联合模式某些示波器还提供了联合模式，可以同时显示信号的时域波形和频域谱线。
联合模式可以帮助我们更好地对比和理解信号的时域和频域特性。
三、使用示波器进行频谱分析的步骤1. 连接信号源首先，将待分析的信号源与示波器连接。
可以通过探头或者外部信号源将信号输入示波器的输入端口。
2. 设置示波器的相关参数根据需要，设置示波器的时间基准、触发模式、探头增益等参数。
这些参数会影响示波器的采样率和精度，进而影响到频谱分析的准确性。
3. 选择适当的频谱分析模式根据待分析的信号特性，选择适当的频谱分析模式。
示波器的种类和功能介绍
示波器的种类和功能介绍示波器是一种用于测量和显示电信号波形的仪器。
它在电子工程、通信、医疗等领域被广泛应用。
本文将介绍示波器的种类和功能。
一、示波器的种类1. 示波管示波器（CRT Oscilloscope）示波管示波器是最早出现的示波器类型。
它使用电子束在荧光荧屏上画出电信号波形。
虽然示波管示波器在一些低频和高电压应用中仍然有用，但由于体积庞大、耗电量大及显示分辨率局限等问题，已逐渐被其他类型的示波器所取代。
2. 数字示波器（Digital Oscilloscope）数字示波器是目前最常用的示波器类型。
它使用模数转换器将模拟信号转换成数字信号，然后通过数码显示屏显示波形。
数字示波器具有抗干扰能力强、波形存储方便以及自动测量等优点，可以满足大多数波形分析需求。
3. 存储示波器（Storage Oscilloscope）存储示波器是一种特殊的数字示波器，具有存储波形的功能。
它能够将输入信号的波形持续地存储在内存中，并通过数码显示屏进行回放。
存储示波器广泛应用于对电信号瞬态过程的观察和分析。
4. 模拟示波器（Analog Oscilloscope）模拟示波器是指使用电子管、晶体管等模拟电子元件工作的示波器。
与数字示波器相比，模拟示波器具有响应速度快、波形显示更真实等特点。
但模拟示波器的分辨率和存储能力较低，逐渐被数字示波器所替代。
二、示波器的功能1. 波形显示示波器最基本的功能是显示电信号的波形。
通过示波器，我们能够直观地观察到信号的振幅、频率、相位等特性。
波形显示不仅方便我们了解信号的基本特征，还有助于故障诊断和故障分析。
2. 参数测量示波器可以对电信号进行各种参数的测量，如峰值、峰峰值、平均值、频率、周期等。
通过示波器的自动测量功能，我们可以快速准确地获取这些参数，为信号分析提供便利。
3. 多通道观测数字示波器通常具有多通道输入功能，可以同时显示多个信号波形。
通过多通道观测，我们可以对不同信号之间的时序关系进行观察和分析，从而更全面地了解电路或系统的工作状态。
micsig示波器用法
micsig示波器用法
Micsig示波器是一种用于测量电子设备中电压信号的仪器，它
可以帮助工程师和技术人员分析和诊断电路中的问题。
以下是
Micsig示波器的用法：
1. 波形测量，Micsig示波器可以用来测量电压随时间变化的
波形。
通过连接探头到被测电路上，可以观察到电压信号的波形，
从而分析信号的频率、幅度、周期等特性。
2. 故障诊断，当电路出现故障时，Micsig示波器可以帮助定
位问题。
通过观察信号的波形，可以发现信号的失真、噪音、幅度
异常等情况，从而找出故障的原因。
3. 波形存储与分析，Micsig示波器通常具有波形存储和回放
功能，可以记录并保存波形数据，方便后续分析。
一些高级示波器
还可以进行波形的数学运算、频谱分析等，帮助工程师深入分析信
号特性。
4. 自动测量功能，Micsig示波器通常具有多种自动测量功能，可以快速测量波形的各项参数，如周期、频率、峰峰值等，提高工
作效率。
5. 外部触发功能，Micsig示波器可以通过外部触发信号来控制波形的显示和采集，适用于复杂的触发条件下的波形分析。
6. 数据导出和报告，Micsig示波器通常支持将测量数据导出到计算机或存储设备，以便生成报告或进行进一步的数据处理。
总之，Micsig示波器是一种功能强大的电子测量仪器，可以广泛应用于电子、通信、医疗等领域，帮助工程师和技术人员进行电路分析、故障诊断和信号测试。
在使用Micsig示波器时，需要根据具体测量需求选择合适的测量范围、触发条件和测量参数，以确保准确测量并得出正确的分析结论。
使用示波器进行信号的频谱分析(FFT分析)
检查波形的频率成分能够揭示出在普通的示波器图形中难以察觉的重要信息。
例如，在标准的波形图上（图1）可能看不出波形的失真或对称性方面的问题。
但是只要看一下波形的频率成分（图2）那些问题就很明显了。
在过去，观察波形的频率成分需要有频谱分析仪，还要掌握仪器的使用技能。
现在，对于深入的频率分析依然需要这样。
但是，很多基本的频率分析可以用泰克公司TDS3000这样的数字荧光示波器（DPO）来做。
为了能够观察波形的频率成分，泰克TDS3000系列具有模块化的FFT（傅立叶变换）能力。
FFT实际上显示的是波形的频率成分。
这本应用笔记将介绍TDS3000系列FFT频率图的基本知识，频率图的含义和使用方法。
波形的基本构成要了解FFT频率图，就要首先了解波形及其基本构成。
波形又区分为周期性波形和非周期性波形。
为了简单起见，我们先从周期性波形开始。
周期性波形基础。
周期性波形是按照一定的时间间隔或周期多次重复出现的波形。
正弦波、方波和三角波都是常见的周期性波形。
按照傅立叶的理论，所有的周期性波形都是由一组特定的正弦波组成的。
其中的基本正弦波也叫基波，其频率与该波形的频率相同。
例如，1千赫兹方波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。
同样，1千赫兹三角波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。
从本质上说，基波是波形中最重要的频率成分，它决定了波形的频率或重复周期。
在所有的非正弦周期性波形中，与基本成分同时存在的还有谐波。
谐波是频率为基波频率整倍数的正弦波。
例如，1千赫兹方波的三次谐波是3千赫兹的正弦波，而五次谐波为5千赫兹的正弦波，依此类推直至无限。
除了具有特定的频率之外，周期性波形的基波和谐波还具有特定的振幅和相位关系。
通过这些关系将基波和谐波叠加在一起，就形成了特定的波形。
这一点在图3中有进一步的说明，图中显示了一个方波的前五个频率成分相加在一起。
注意图3中合成的波形并不是一个准确的方波。
这是由于所加入的谐波还不够多。
若再加入更高次的谐波，所得波形的过渡会更陡峭波角更直，波顶和波底则更平坦。
使用示波器进行信号的频谱分析
使用示波器进行信号的频谱分析示波器是一种用于测量和分析电信号的仪器，它可以显示信号的波形、幅度和频率等信息。
其中，频谱分析是示波器最常用的功能之一，它可以将信号转换为频谱图，用于分析信号的频率成分和幅度分布。
频谱分析是一个重要的工具，它广泛应用于各个领域，包括通信、音频和视频处理、医学等。
在通信领域中，频谱分析可以用于调制解调、频率合成、频谱监测和频谱分配等方面；在音频和视频处理中，它可以用于音频和视频信号的编码和解码、滤波和均衡处理等；在医学领域，频谱分析可以用于生物电信号的监测和分析，如心电图和脑电图等。
示波器进行频谱分析的基本原理是将输入信号转换为频域信号，以显示信号中各个频率成分的幅度和相位信息。
其中，快速傅里叶变换（FFT）是最常用的频谱分析方法之一，它通过将时域信号转换为频域信号，可以得到信号的频谱信息。
在使用示波器进行频谱分析时，首先需要选择相应的输入信号源，并将信号接入示波器；然后，设置示波器的垂直和水平刻度，以确保所研究的信号在示波器屏幕上得到适当的显示；接下来，选择频谱分析模式，并设置采样率和适当的分辨率；最后，观察并分析频谱图，得出对信号频率成分和幅度分布的结论。
示波器进行频谱分析的结果主要有以下几个方面的信息：1.频谱图：频谱图是示波器显示的主要结果，它是将信号频谱信息以图像的形式呈现出来。
频谱图通常采用横轴表示频率，纵轴表示信号的幅度，不同频率成分的幅度用不同的颜色表示。
2.主要频率成分：频谱图可以清晰地显示信号的主要频率成分，这对于分析信号的特性和故障诊断非常有用。
通过观察频谱图，可以得出信号的主要频率、频率分布范围和幅度分布等信息。
3.杂散频率成分：频谱图还可以显示信号中的杂散频率成分，这些杂散频率成分可能是由于干扰、噪声或信号失真等造成的。
通过观察和分析杂散频率成分的幅度和分布，可以判断信号的质量和可靠性。
4.带宽和功率谱密度：频谱图还可以计算出信号的带宽和功率谱密度等重要参数。
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一．功能简介
示波器基于basys3实验开发板，最大可实现32MSPS的数据显示，2048位傅里叶变换，得到的数据和采集到的波形显示在显示器，通过basys3上面的开关，按钮控制显示分度值，和坐标上下移动。
通过外置无线模块进行数据传输导另一块开发板上，可以传输频率，幅值等数据，实现远程操控，远程控制，远程测量，并且还有一个蓝牙模块，可以将数据传输至手机APP，可以查看相应的数据，是一个具有实际应用功能的应用，若是后期搭配其他零部件可以实现远程实验室，在线医疗，联网检测等设备的应用。
二．系统框图
图 1
系统框图如图1所示，首先我们采用AD模块将模拟信号数字化，当外部信号发生器无法正常工作室，我们可以切换导内部DDS进行信号的产生，然后将采样到或者发生的8位宽的数据分别送到波形存储RAM和傅里叶变换的FIFO里面，傅里叶变换模块计算后的数据存储到FFT数据存储区域，通过显示控制模块来进行显示。
同时中央控制模块通过蓝牙将一些波形数据发送老手机上，可以实时检测。
三．模块介绍
a)AD采样模块
我们使用的是黑金科技的告诉ADDA数据采集板，高速AD 芯片是由AD 公司推出的8 位，最大采样率32MSPS 的AD9280 芯片。
内部结构图如图3所示。
接
口的输入范围是-5V~+5V(10Vpp)。
衰减以后，输入范围满足AD 芯片的输入范围
（0~2V）。
可以通过图2所示的公式来计算测量出来的值，以便将电压数据还原回去。
就可以得到测量的电压值
】
图2
图3
b)Xilinx FFT核及相关数据处理模块
FFT 核
实部平方
虚部平方开方求模
FIFO核
图4
快速傅里叶变换计算流程图如图4所示
根据数字信号处理与实现的学习，我们知道有限长离散信号X（n）的DFT 可以定义为：
图5
FFT数据输出后我们可以获得数据的实部和虚部，然后用两个乘法IP和一个开方IP完成求模的工作。
i.）
ii.FIFO模块
FIFO模块通过调用FIFO Generator，如图4所示，实现数据缓冲作用，由于FFT进行计算是需要时间的，但是外部的数据数据是一直进来，所以我们需要建立一个FIFO达到数据缓冲的作用，防止处理的时间过长，造成出具的丢失，从而对输出的波形产生影响。
FIFO使用Block RAM进行建立，这样占用板子资源比较小，为别的模块处理数据提供了方便。
FIFO模块一共有9个IO口，没有地址引脚，并提供了FIFI满，FIFI空信号的输出，可以为FFT控制FIFO的读写提供了便利，这样就可以精确的控制数据的流量，从而得出正确的数值。
图6
iii.X FFT模块
快速傅里叶变换（Fast Fourier transform）IPCore采用xilinx公司版本的IPCore，最大可实现65536深度的傅里叶运算，我们这次采用的是2048位的傅里叶变换，效果好，占用资源也比较少，模块如图7所示。
图7
iv.求模运算
{
众所周知，乘法是一个很消耗系统时钟的一种运算，我们不能简单的写一个乘号去完成我们这里的乘法运算，为了提高我们程序的运行速度，我们在这
里调用xilinx的逻辑运算IP核。
图8
图9
如图所示，图9是一个23位宽的乘法器，最终输出46位的数据，然后送到图9所示的开方模块，进行运算，得出23位宽的数据，最终将数据传输
至FFT数据存储RAM中，完成对连续时间的采样数据进行快速傅里叶变换，
可以到到输入波形的频谱图，通过VGA显示模块进行显示出来，与原来的输
入波形作对比。
c)VGA显示模块
预期显示效果如图10所示，屏幕显示背景为红色（可修改）波形显示区域为黑底白字，上面有白色的格子，用于辨识刻度；快速傅里叶变换后的波形显示在下面，黑底绿字，同时也是有白色格子，用于辨识刻度，窗口构建合乎比例，符合人的审美习惯。
】
波形显示区域
FFT数据显示区域
图8
VGA模块采用800*600分辨率进行显示，可以通过查找数据表得到他的时序表，如图4所示，就可以写出接口时序，使用判断语句进行颜色的绘制，采用4096色
显示，色彩还原率高，波形显示清晰，无明显色差。
图9
通过时序表我们可以计算得出VGA时序所需要的时钟频率，800*600分辨率60HZ频率计算下来时钟大约为50MHZ，因此我们在PLL里面设置我们的统一时钟皆为50MHZ，不采用不同频率时钟，防止跨时钟域带来的一些意想不到的奇怪问题，可以减少我们的调试量，将更多地经理放在算法上面。
我们采用图层的理念，因为使用判断语句就会有优先级的差别，因此在显示的时候也是会有一点差别，在进行波形显示的时候我，我们采用了一个小小的算法，就是将行扫描送到RAM中，讲读出来的数据与列扫描的数据判断进行显示。
d)DDS模块
图12
外部AD无法满足测控的时候可以选择备用DDS模块，可以产生正弦，三角，方波，送到AD模块直接进行处理显示，数据如图13,14,15所示。
-
DDS的基本结构主要由相位累加器、相位调制器、正弦波数据表(ROM)、D/A转换器构成。
相位累加器由N位加法器N位寄存器构成。
每来一个CLOCK，加法器就将频率控制字fword与累加寄存器输出的累加相位数据相加，相加的结果又反馈送至累加寄存器的数据输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控
制字相加。
这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位累加。
由此，相位累加器在每一个时钟脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据作为波形存储器的相位取样地址，这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值进行找表查出，完成相位到幅值的转换。
使用工具软件绘制一个周期的正弦波，将保存好的数据建立一个COE文件。
图13
图14
图15
e)蓝牙数据传输
蓝牙（Bluetooth® ）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用—的ISM波段的UHF无线电波）。
本次采用的是HC-05蓝牙模块，可以作为主机连接其他设备，也可以通过别的设备来连接自己。
HC-05采用串口通讯协议，波特率9600，停止位1位，无奇偶校验位，我们只需要将FFT输出的数据送到蓝牙模块就可以进行显示了。
四．￥
五．功能演示
a)无失真正弦波输出波形
b)失真正弦波输出波形
六．报告总结
可频谱分析的示波器对于我们来说还是有一点挑战性的，首先快速傅里叶变换对于我们还没有上数字信号处理的学生来说还是很难理解，我们就不得不去查找资料，万幸的是最终还是调试了出来，当初有一个FFT的核由于没有license文件就没有使用，当时也是浪费了好长时间。
波形显示这一块也是比较麻烦的，我当初第一个想法想的是构建一个1位宽的RAM，深度是显示区域的面积，这样只要给地址就可以读出RAM中的数据只要把输入的波形通过算法计算成地址，然后给这个地址中的数值赋值为1，这样显示的时候也就成了一个亮点，但是后来发现这样只可以显示波形，傅里叶变换出来的数据是不可以显示的，这样就不得不换另一种方式，经过查找资料找到了一种输出进行算法计算输入不需要，这样代码就会少了很多行，资源占用也就会少了好多。
这次的比赛还是很有意义的，首先我们了解到了这个示波器的原理是什么，怎么显示，其次了解到更多关于傅里叶变换的事情，对于我们来说还是很有帮助的。